DE102013102206B4 - Device with stacked functional structures and method of manufacture - Google Patents

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Abstract

Bauelement (B), umfassend – eine erste funktionale Struktur (FS1), eine erste Dünnschicht-Abdeckung (DSA1) und einer zweite funktionale Struktur (FS2), wobei – die erste Dünnschicht-Abdeckung (DSA1) ein mittels TFP-Technologie abgeschiedenes Material umfasst und die erste funktionale Struktur (FS1) abdeckt, ohne die erste funktionale Struktur (FS1) zu berühren, – die erste funktionale Struktur (FS1) in einem Hohlraum (H) zwischen einem Trägersubstrat (TS1) und der ersten Dünnschicht-Abdeckung (DSA1) angeordnet ist und – die zweite funktionale Struktur (FS2) direkt auf oder oberhalb der ersten Dünnschicht-Abdeckung (DSA1) angeordnet ist.A device (B) comprising - a first functional structure (FS1), a first thin film cover (DSA1) and a second functional structure (FS2), wherein - the first thin film cover (DSA1) comprises a TFP technology deposited material and covering the first functional structure (FS1) without touching the first functional structure (FS1), - the first functional structure (FS1) in a cavity (H) between a carrier substrate (TS1) and the first thin-film cover (DSA1) is arranged and - the second functional structure (FS2) is arranged directly on or above the first thin-film cover (DSA1).

Description

Die Erfindung betrifft Bauelemente, die funktionale Strukturen, z. B. mit akustischen Wellen arbeitende Strukturen, aufweisen und geeignet sind, mit kleinen äußeren Abmessungen hergestellt zu werden. Ferner werden Verfahren zur Herstellung solcher Bauelemente angegeben.The invention relates to components, the functional structures, eg. B. working with acoustic waves structures, and are suitable to be manufactured with small outer dimensions. Furthermore, methods for producing such components are given.

Bauelemente, insbesondere solche, die in tragbaren Kommunikationsgeräten Verwendung finden, unterliegen einem anhaltenden Trend zur Miniaturisierung. Darunter gibt es Bauelemente, die mechanisch oder elektromechanisch aktive Strukturen aufweisen. Schrumpfen die räumlichen Abstände zwischen diesen Strukturen, dann steigt die Gefahr einer gegenseitigen Beeinflussung.Devices, particularly those used in portable communication devices, are subject to a continuing trend toward miniaturization. Among them there are components that have mechanically or electromechanically active structures. If the spatial distances between these structures shrink, then the danger of mutual influence increases.

Ferner ist oft gewünscht, solche funktionalen Strukturen räumlich oder hermetisch von ihrer Umgebung zu trennen.Furthermore, it is often desirable to physically or hermetically separate such functional structures from their environment.

Aus dem Artikel „High Performance Stacked Crystal Filters for GPS and Wide Bandwidth Applications” von K. M. Lakin et al. (IEEE 2001 Ultrasonics Symposium Paper 3E-6; October 9, 2001) sind SCF (SCF = Stacked Crystal Filter = Filter mit gestapelten Substraten) bekannt, die mit BAW (BAW = Bulk Acoustic Wave = akustische Volumenwelle) arbeiten und übereinander gestapelte Schichten aus einem piezoelektrischen Material, in dem akustische Volumenwellen anregungsfähig sind, umfassen. Die beiden Schichten sind dabei akustisch miteinander gekoppelt, woraus charakteristische elektrische Eigenschaften resultieren.From the article "High Performance Stacked Crystal Filters for GPS and Wide Bandwidth Applications" by K. M. Lakin et al. (IEEE 2001 Ultrasonics Symposium Paper 3E-6, October 9, 2001) SCF (Stacked Crystal Filter = SCF) using BAW (Bulk Acoustic Wave) and stacked layers are known a piezoelectric material in which bulk acoustic waves are excitable. The two layers are acoustically coupled with each other, resulting in characteristic electrical properties.

Aus dem Artikel „Wide Bandwidth Thin Film BAW Filters” von K. M. Lakin et al. (Paper U4D-1 IEEE UFFC August 25, 2004) sind HF-Filter, die mit akustischen Volumenwellen arbeiten, bekannt, wobei zwei piezoelektrische Schichten direkt übereinander angeordnet oder über eine Koppelschicht miteinander verbunden sind.From the article "Wide Bandwidth Thin Film BAW Filters" by K.M. Lakin et al. (Paper U4D-1 IEEE UFFC August 25, 2004) are RF filters that work with bulk acoustic waves, known, with two piezoelectric layers are directly superposed or interconnected via a coupling layer.

Aus dem Artikel „Bulk Acoustic Wave Resonators and Filters for Applications Above 2 GHZ” von K. M. Lakin (MTT-S 2002 Paper TH1D-6 Expanded) sind ebenfalls HF-Filterstrukturen mit gekoppelten piezoelektrischen Schichten, in denen akustische Volumenwellen ausbreitungsfähig sind, bekannt.K. M. Lakin's article "Bulk Acoustic Wave Resonators and Filters for Applications Above 2 GHZ" (MTT-S 2002 Paper TH1D-6 Expanded) also discloses RF filter structures with coupled piezoelectric layers in which bulk acoustic waves can propagate.

Aus der Patentschrift US 7,522,020 B2 sind mit GBAW (GBAW = Guided Bulk Acoustic Wave = geführte akustische Volumenwellen) arbeitende Filterbauelemente bekannt, bei dem Elektrodenstrukturen an einer Unterseite und auf einer Oberseite eines Substrats angeordnet sind.From the patent US 7,522,020 B2 are known GBAW (GBAW = Guided Bulk Acoustic Wave = guided bulk acoustic waves) working filter devices are known in which electrode structures are arranged on a bottom and on top of a substrate.

Aus der Patentschrift DE 196 49 332 C1 sind Resonator-Bauelemente bekannt, bei denen eine Resonatorstruktur frei schwingend in einem Gehäuse mit einer Trägerplatte und einem Deckel sowie mindestens einem Zwischenboden angeordnet sind.From the patent DE 196 49 332 C1 resonator components are known in which a resonator freely swinging in a housing with a support plate and a lid and at least one intermediate bottom are arranged.

Im allgemeinen problematisch an bekannten Bauelementen, die mechanisch oder elektromechanisch aktive Strukturen aufweisen und die geeignet sein sollen, entsprechend dem anhaltenden Trend zur Miniaturisierung mit kleinen Abmessungen gebaut zu werden, ist die mechanische Verkopplung zwischen eben diesen funktionalen Strukturen.In general, problematic in known devices that have mechanically or electromechanically active structures and that should be able to be built in accordance with the continuing trend towards miniaturization with small dimensions, is the mechanical coupling between these same functional structures.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein Bauelement mit mehreren funktionalen Strukturen anzugeben, das mit kleineren äußeren Abmessungen aber ohne nachteilhafte Kopplung zwischen den Strukturen hergestellt werden kann. Es ist ferner eine Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung solcher Bauelemente anzugeben.It is therefore an object of the invention to provide a device having a plurality of functional structures that can be manufactured with smaller external dimensions but without disadvantageous coupling between the structures. It is a further object to provide a method for producing such components.

Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung an.These objects are achieved by the subject matters of the independent claims. Dependent claims indicate advantageous embodiments of the invention.

Ein Bauelement umfasst eine erste funktionale Struktur und eine erste Dünnschicht-Abdeckung und eine zweite funktionale Struktur. Die erste Dünnschicht-Abdeckung deckt dabei die erste funktionale Struktur ab, ohne die erste funktionale Struktur zu berühren. Die zweite funktionale Struktur ist direkt auf oder oberhalb der ersten Dünnschicht-Abdeckung angeordnet.A device comprises a first functional structure and a first thin film cover and a second functional structure. The first thin-film cover covers the first functional structure without touching the first functional structure. The second functional structure is arranged directly on or above the first thin-film cover.

Es wurde herausgefunden, dass Abdeckungen, die eine dünne Schicht umfassen, gut geeignet sind, um einerseits erste funktionale Strukturen abzukapseln und weiterhin als Aufnahmemöglichkeit für weitere, zweite funktionale Strukturen darzustellen. Die Dünnschicht-Abdeckung kann dabei einen Hohlraum auf einem Träger bilden, so dass die erste funktionale Struktur im Hohlraum angeordnet ist, ohne die Dünnschicht-Abdeckung zu berühren. Die zweite funktionale Struktur, die oberhalb der ersten Dünnschicht-Abdeckung und damit auch oberhalb der ersten funktionalen Struktur angeordnet ist, ist somit ebenfalls durch den Hohlraum von der ersten funktionalen Struktur getrennt und mechanisch davon entkoppelt. Im Gegensatz zu mit akustischen Wellen arbeitenden piezoelektrischen Schichten in SCF sind die erste funktionale Struktur und die zweite funktionale Struktur mechanisch und akustisch entkoppelt, so dass gegenseitige Beeinflussungen und Störungen ausgeschlossen oder zumindest stark unterdrückt sind.It has been found that covers comprising a thin layer are well suited, on the one hand, to encapsulate first functional structures and, on the other hand, to constitute a receptacle for further, second functional structures. In this case, the thin-film cover can form a cavity on a carrier so that the first functional structure is arranged in the cavity without touching the thin-film cover. The second functional structure, which is arranged above the first thin-film cover and therefore also above the first functional structure, is therefore also separated from the first functional structure by the cavity and mechanically decoupled therefrom. In contrast to working with acoustic waves piezoelectric layers in SCF the first functional structure and the second functional structure are mechanically and acoustically decoupled, so that mutual interference and interference are excluded or at least strongly suppressed.

Die Dünnschicht-Abdeckung kann dabei einen Hohlraum hermetisch abschließend auf dem Trägersubstrat dicht aufliegen und eine hermetische Abkapselung für die erste funktionale Struktur darstellen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Dünnschicht-Abdeckung eine Öffnung aufweist, so dass die erste funktionale Struktur in Kontakt mit der Umgebung sein kann, z. B. wenn die erste funktionale Struktur ein Gas-, Druck- oder Schallsensor ist.In this case, the thin-film cover can hermetically rest a cavity on the carrier substrate and form a hermetic encapsulation for the first functional structure represent. However, it is also possible that the thin-film cover has an opening so that the first functional structure may be in contact with the environment, e.g. B. when the first functional structure is a gas, pressure or sound sensor.

Dazu kann die Dünnschicht-Abdeckung mittels einer TFP-Technologie (TFP = Thinfilm Package) hergestellt sein und Silizium, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid, ein Metall oder ein Polymer umfassen.For this purpose, the thin-film cover can be produced by means of a TFP (Thin Film Package) technology and comprise silicon, silicon nitride, aluminum nitride, aluminum oxide, a metal or a polymer.

Es wird insgesamt ein Bauelement angegeben, in dem Merkmale der eigentlich alternativen BAW-Resonatorformen, nämlich Bridge-Type BAW Resonatoren mit einem Hohl- oder Freiraum einerseits und SMR (Solidly Mounted Resonator) mit monolithischer Integration funktionaler Strukturen andererseits, vereinigt sein können.It is a total of a device specified in the features of the actually alternative BAW resonator forms, namely bridge-type BAW resonators with a hollow or free space on the one hand and SMR (Solidly Mounted Resonator) with monolithic integration of functional structures on the other hand, can be combined.

In einer Ausführungsform ist die erste funktionale Struktur und die zweite funktionale Struktur ausgewählt aus: Einer SAW-Struktur (SAW = Surface Acoustic Wave = akustische Oberflächenwelle), einer BAW-Struktur (BAW = Bulk Acoustic Wave = akustische Volumenwelle), einer GBAW-Struktur (GBAW = Guided Bulk Acoustic Wave = geführte akustische Volumenwelle), und einer MEMS-Struktur (MEMS = Micro Electro Mechanical System).In one embodiment, the first functional structure and the second functional structure are selected from: a SAW structure (SAW = surface acoustic wave), a bulk acoustic wave (BAW) structure, a GBAW structure (Guided Bulk Acoustic Wave = Guided Bulk Acoustic Wave), and a MEMS (Micro Electro Mechanical System) structure.

Die erste funktionale Struktur und die zweite funktionale Struktur können dabei vom gleichen Typ sein oder unterschiedliche Strukturtypen umfassen.The first functional structure and the second functional structure may be of the same type or comprise different structural types.

Ist die erste funktionale Struktur z. B. eine SAW-Struktur, dann enthält sie Elektrodenfinger, mit deren Hilfe akustische Wellen angeregt werden können. Analog umfasst die erste funktionale Struktur zwischen Elektrodenlagen angeordnetes piezoelektrisches Material, falls es sich um eine BAW-Struktur handelt. Obwohl eine GBAW-Struktur dadurch, dass Elektrodenstrukturen unter einer Abdeckungsschicht eingebettet sind, schon eine gewisse mechanische Robustheit und akustische Unabhängigkeit aufweisen, kann eine GBAW-Struktur davon profitieren, in einem Hohlraum unter einer Dünnschicht-Abdeckung angeordnet zu sein. Eine MEMS-Struktur kann z. B. mechanische HF-Schalter mit beweglichen Elektrodenstrukturen umfassen. SAW-Strukturen, BAW-Strukturen und GBAW-Strukturen stellen dabei Spezialfälle des Oberbegriffs MEMS-Struktur dar.Is the first functional structure z. B. a SAW structure, then it contains electrode fingers, with the aid of acoustic waves can be excited. Analogously, the first functional structure comprises piezoelectric material arranged between electrode layers, if it is a BAW structure. Although a GBAW structure already has some mechanical robustness and acoustic independence by having electrode structures embedded under a capping layer, a GBAW structure may benefit from being disposed in a cavity under a thin film cap. A MEMS structure may e.g. B. mechanical RF switch with movable electrode structures. SAW structures, BAW structures and GBAW structures are special cases of the generic term MEMS structure.

Im Allgemeinen weisen MEMS-Strukturen bewegliche oder zur Schwingung fähige Elemente auf, die empfindlich auf Schwingungen oder Bewegungen benachbarter Strukturen reagieren. Durch die Isolation der ersten funktionalen Struktur von der zweiten funktionalen Struktur wird durch das Vorhandensein des Hohlraums ist eine Übertragung von Bewegung oder Schwingungen praktisch ausgeschlossen.In general, MEMS structures have movable or vibratory elements that are sensitive to vibrations or movements of adjacent structures. By isolating the first functional structure from the second functional structure, the presence of the cavity virtually precludes transmission of motion or vibration.

In einer Ausführungsform haben die erste funktionale Struktur und die zweite funktionale Struktur im Wesentlichen den gleichen Aufbau oder sind von der gleichen Art. Es ist auch möglich, dass die erste funktionale Struktur und die zweite funktionale Struktur entweder mit gleicher Orientierung zueinander direkt übereinander oder mit einem lateralen Versatz übereinander angeordnet sind. Es ist auch möglich, dass die erste funktionale Struktur und die zweite funktionale Struktur symmetrisch zu einer Spiegelebene, die zwischen den Strukturen liegt, direkt übereinander oder mit lateralem Versatz übereinander angeordnet sind.In one embodiment, the first functional structure and the second functional structure have substantially the same structure or are of the same kind. It is also possible that the first functional structure and the second functional structure either with the same orientation directly to each other or with a lateral offset are arranged one above the other. It is also possible that the first functional structure and the second functional structure are arranged symmetrically with respect to a mirror plane lying between the structures, directly above one another or with lateral offset one above the other.

Die erste funktionale Struktur und die zweite funktionale Struktur können z. B. SAW-Strukturen sein und Teile eines HF-Filters ausmachen. So kann die erste funktionale Struktur ein Teil eines Sendefilters und die zweite funktionale Struktur ein Teil eines Empfangsfilters darstellen. Sende- und Empfangsfilter arbeiten bei benachbarten aber verschiedenen HF-Frequenzen. Die HF-Frequenzen bestimmen dabei den mittleren Fingerabstand der Elektrodenfinger. Die erste funktionale Struktur und die zweite funktionale Struktur können somit beides SAW-Strukturen sein aber ihre geometrischen Details unterscheiden sich im Detail.The first functional structure and the second functional structure may e.g. B. SAW structures and make up parts of an RF filter. Thus, the first functional structure may be part of a transmit filter and the second functional structure part of a receive filter. Transmit and receive filters operate at adjacent but different RF frequencies. The RF frequencies determine the mean finger distance of the electrode fingers. The first functional structure and the second functional structure may thus be both SAW structures, but their geometrical details differ in detail.

Haben beide funktionale Strukturen die gleiche Orientierung, so kann die Lage der zweiten funktionalen Struktur im Wesentlichen durch Verschiebung entlang der drei Raumachsen aus der Lage der ersten funktionalen Struktur erhalten werden. Jedoch ist es auch möglich, dass die zweite funktionale Struktur relativ zur ersten funktionalen Struktur um 180° gedreht und/oder anschließend parallel zu den Raumachsen verschoben ist.If both functional structures have the same orientation, the position of the second functional structure can essentially be obtained by shifting along the three spatial axes from the position of the first functional structure. However, it is also possible for the second functional structure to be rotated through 180 ° relative to the first functional structure and / or subsequently displaced parallel to the spatial axes.

In einer Ausführungsform ist die erste funktionale Struktur in einem Hohlraum zwischen einem Trägersubstrat und der ersten Dünnschicht-Abdeckung angeordnet.In one embodiment, the first functional structure is disposed in a cavity between a support substrate and the first thin film cover.

Das Trägersubstrat kann dabei, z. B. im Fall einer BAW-Struktur ein Si-Wafer (Si = Silizium) sein. Im Falle einer SAW-Struktur oder einer GBAW-Struktur kann das Trägersubstrat piezoelektrisch sein und z. B. Quarz, LiTaO3 (Lithiumtantalat) oder LiNbO3 (Lithiumniobat) umfassen.The carrier substrate can, for. B. in the case of a BAW structure Si wafer (Si = silicon) be. In the case of a SAW structure or a GBAW structure, the carrier substrate may be piezoelectric and z. As quartz, LiTaO 3 (lithium tantalate), or LiNbO comprise 3 (lithium niobate).

Der Hohlraum kann dabei eine Höhe von einigen Mikrometern, z. B. eine Höhe zwischen 2 μm und 10 μm, aufweisen. Der Abstand zwischen der ersten funktionalen Struktur und der Dünnschicht-Abdeckung als Wand bzw. Decke des Hohlraums kann ebenfalls in der Größenordnung einiger Mikrometer, z. B. zwischen 2 μm und 10 μm, betragen.The cavity can be a height of a few micrometers, z. B. have a height between 2 microns and 10 microns. The distance between the first functional structure and the thin-film cover as the wall or ceiling of the cavity may also be on the order of a few micrometers, e.g. B. between 2 microns and 10 microns, amount.

In einer Ausführungsform ist auf der ersten Dünnschicht-Abdeckung eine Planarisierungsschicht mit ebener Oberfläche angeordnet. In one embodiment, a flat surface planarization layer is disposed on the first thin film cover.

Es ist möglich, dass die Dünnschicht-Abdeckung durch ein Dünnschicht-Herstellungsverfahren hergestellt wird, bei dem die Form der Dünnschicht-Abdeckung im Wesentlichen die Form des darunterliegenden Materials widerspiegelt. Dann hätte die Dünnschicht-Abdeckung keine ebene Oberseite. Vorteilhafterweise, da die zweite funktionale Struktur oberhalb der Dünnschicht-Abdeckung angeordnet ist, liegt jedoch die zweite funktionale Struktur auf einer ebenen Oberseite auf. Die Planarisierungsschicht dazwischen kann direkt auf der Dünnschicht-Abdeckung aufliegen und großflächig so planarisiert sein, dass zumindest die zweite funktionale Struktur einfach direkt auf der Planarisierungsschicht oder oberhalb der Planarisierungsschicht angebracht werden kann.It is possible that the thin film cover is made by a thin film manufacturing method in which the shape of the thin film cover substantially reflects the shape of the underlying material. Then the thin-film cover would not have a flat top. Advantageously, since the second functional structure is disposed above the thin film cover, however, the second functional structure rests on a flat top surface. The planarization layer therebetween may rest directly on the thin film cover and be planarized over a large area such that at least the second functional structure may simply be mounted directly on top of the planarization layer or above the planarization layer.

Die Planarisierungsschicht kann dabei eine durchschnittliche Dicke von einigen Mikrometern, z. B. zwischen 10 μm und 50 μm, aufweisen. Die Planarisierungsschicht kann ein Siliziumoxid, z. B. SiO2 (Siliziumdioxid), ein Polymer, ein Spin-On-Glas, Kunststoff oder allgemein ein dielektrisches Material, aber auch ein Metall umfassen. Vorteilhafterweise weist die Planarisierungsschicht eine hohe mechanische Festigkeit auf.The planarization layer may have an average thickness of a few micrometers, z. B. between 10 microns and 50 microns, have. The planarization layer may be a silicon oxide, e.g. As SiO 2 (silicon dioxide), a polymer, a spin-on glass, plastic or generally a dielectric material, but also comprise a metal. Advantageously, the planarization layer has a high mechanical strength.

Die Planarisierungsschicht kann durch chemisch mechanisches Polieren (CMP) mit einer feinen Schleifscheibe bei gleichzeitiger Spülung durch geeignete Chemikalien so planarisiert sein, dass die Rauigkeit im Bereich einiger Nanometer oder darunter erhalten wird. Die Planarisierungsschicht kann mit konventionellen Schichtaufbringungsverfahren, z. B. CVD (Chemical Vapor Deposition), PVD (Physical Vapor Deposition) aufgebracht werden.The planarization layer may be planarized by chemical mechanical polishing (CMP) with a fine abrasive wheel while rinsing with suitable chemicals to obtain roughness in the range of a few nanometers or below. The planarization layer may be treated with conventional layer application techniques, e.g. As CVD (Chemical Vapor Deposition), PVD (Physical Vapor Deposition) are applied.

In einer Ausführungsform umfassen die erste funktionale Struktur und die zweite funktionale Struktur jeweils einen akustisch aktiven Bereich, die akustisch entkoppelt sind.In one embodiment, the first functional structure and the second functional structure each include an acoustically active region that is acoustically decoupled.

Sich in Festkörpern ausbreitende akustische Wellen werden an der Oberfläche zu Vakuum oder zu einem Gas im Wesentlichen vollständig reflektiert, da der Impedanzsprung zwischen der festen Materie und Vakuum oder Gas ausreichend groß ist. Der Hohlraum, der durch die erste Dünnschicht-Abdeckung gebildet wird, sichert eben diesen Impedanzsprung und ermöglicht dadurch die akustische Entkopplung.Acoustic waves propagating in solids are substantially fully reflected at the surface to vacuum or to a gas, since the impedance jump between the solid matter and vacuum or gas is sufficiently large. The cavity that is formed by the first thin-film cover ensures just this impedance jump and thereby enables the acoustic decoupling.

In einer Ausführungsform umfasst das Bauelement eine Durchkontaktierung durch die erste Dünnschicht-Abdeckung. Die erste funktionale Struktur und die zweite funktionale Struktur umfassen jeweils eine elektrisch leitende Elektrode, wobei die beiden Elektroden über die Durchkontaktierung miteinander verschaltet sind.In one embodiment, the device includes a via through the first thin film cover. The first functional structure and the second functional structure each include an electrically conductive electrode, wherein the two electrodes are interconnected via the via.

Dadurch ist es möglich, akustisch entkoppelte elektrische Strukturen zu verschalten, um beispielsweise verbesserte HF-Filter, Balun-Schaltungen (Balun = Balanced-Unbalanced-Konverter) oder Duplexerschaltungen zu erhalten.This makes it possible to interconnect acoustically decoupled electrical structures in order to obtain, for example, improved RF filters, Balun circuits (Balun = balanced-unbalanced converter) or duplexer circuits.

So sind in einer Ausführungsform die erste funktionale Struktur und die zweite funktionale Struktur verschaltet und bilden zusammen zumindest Teile einer Balun- oder Duplexerschaltung.Thus, in one embodiment, the first functional structure and the second functional structure are interconnected and together form at least parts of a balun or duplexer circuit.

Die zweite funktionale Struktur kann mit einem zweiten Substrat verbunden sein. Ist die zweite funktionale Struktur ebenfalls eine mechanisch empfindliche oder zu entkoppelnde Struktur, so kann die zweite funktionale Struktur ebenfalls durch eine Kappe, einen Deckelwafer oder eine weitere, zweite Dünnschicht-Abdeckung abgedeckt sein.The second functional structure may be connected to a second substrate. If the second functional structure is likewise a mechanically sensitive or decoupled structure, then the second functional structure can likewise be covered by a cap, a lid wafer or a further, second thin-film cover.

Insbesondere ist es möglich, dass die erste funktionale Struktur eine BAW-Struktur ist und die zweite funktionale Struktur als BAW-Struktur auf oder oberhalb einer Planarisierungsschicht über der ersten funktionalen Struktur ausgebildet ist. Die Qualität von BAW-Strukturen hängt dabei stark von der kristallografischen Qualität der piezoelektrischen Schichten ab. Das Abscheiden einer piezoelektrischen Schicht in einem konventionellen BAW-Bauelement ist dabei gut beherrschbar. Als problematisch hat sich allerdings das Erhalten einer guten kristallografischen Qualität einer zweiten, darauf angeordneten piezoelektrischen Schicht eines zweiten BAW-Resonators erwiesen. Es wurde nun herausgefunden, dass unter Verwendung einer Dünnschicht-Abdeckung über der ersten funktionalen Struktur eine Oberfläche erhalten werden kann, deren Textur sich für das Abscheiden einer zweiten piezoelektrischen Schicht samt deren Elektrodenstrukturen gut eignet.In particular, it is possible that the first functional structure is a BAW structure and the second functional structure is in the form of a BAW structure on or above a planarization layer above the first functional structure. The quality of BAW structures depends strongly on the crystallographic quality of the piezoelectric layers. The deposition of a piezoelectric layer in a conventional BAW device is easy to control. However, obtaining a good crystallographic quality of a second piezoelectric layer of a second BAW resonator arranged thereon has proven to be problematic. It has now been found that, using a thin film cover over the first functional structure, a surface can be obtained whose texture is well suited for the deposition of a second piezoelectric layer together with its electrode structures.

Deshalb ist es durch die Anordnung der funktionalen Struktur unter Verwendung einer Dünnschicht-Abdeckung dazwischen erstmals möglich, gestapelte aber akustisch isolierte BAW-Resonatoren zu erhalten und zu verschalten.Therefore, by arranging the functional structure using a thin film cover therebetween, it is possible for the first time to obtain and interconnect stacked but acoustically isolated BAW resonators.

In einer Ausführungsform umfasst das Bauelement ferner ein Schaltungselement, das zwischen der ersten funktionalen Struktur und der zweiten funktionalen Struktur angeordnet ist. Das Schaltungselement ist zumindest mit der ersten oder mit der zweiten funktionalen Struktur verschaltet.In one embodiment, the device further includes a circuit element disposed between the first functional structure and the second functional structure. The circuit element is connected at least to the first or the second functional structure.

Die Anordnung der zweiten funktionalen Struktur oberhalb des Hohlraums, in dem die erste funktionale Struktur angeordnet ist, ermöglicht die weitere Integration von Schaltungselementen in Zwischenschichten zwischen diesen funktionalen Strukturen, da die akustische oder mechanische Entkopplung zwischen den Strukturen erhalten bleibt. HF-Filter und/oder Duplexer benötigen im Allgemeinen Impedanzanpasselemente, z. B. induktive oder kapazitive Elemente oder Streifenleitungen, die als metallisierte Strukturen in Zwischenschichten zwischen dielektrischen Lagen angeordnet sein können, ohne die Bauteilabmessungen spürbar zu vergrößern.The arrangement of the second functional structure above the cavity, in which the first functional structure is arranged, allows the further integration of circuit elements in Intermediate layers between these functional structures, since the acoustic or mechanical decoupling between the structures is maintained. RF filters and / or duplexers generally require impedance matching elements, e.g. B. inductive or capacitive elements or strip lines, which can be arranged as metallized structures in intermediate layers between dielectric layers, without increasing the component dimensions noticeably.

Entsprechend ist das Schaltungselement in einer Ausführungsform ein kapazitives oder ein induktives Element.Accordingly, in one embodiment, the circuit element is a capacitive or an inductive element.

Das Bauelement kann weitere Schaltungselemente in derselben oder in weiteren Zwischenschichten zwischen den funktionalen Strukturen, unter der ersten funktionalen Struktur oder oberhalb der zweiten funktionalen Struktur aufweisen.The device may comprise further circuit elements in the same or in further intermediate layers between the functional structures, below the first functional structure or above the second functional structure.

Es ist ferner möglich, zwei Planarisierungsschichten zwischen den funktionalen Strukturen anzuordnen. Dies ermöglicht eine einfache Herstellungsweise eines entsprechenden Bauelements. Dabei werden zwei Komponenten des Bauelements getrennt hergestellt und anschließend so verbunden, dass die eine Planarisierungsschicht über der einen funktionalen Struktur und eine zweite Planarisierungsschicht der zweiten Komponente verbunden werden und eine gemeinsame Planarisierungsschicht ergeben.It is also possible to arrange two planarization layers between the functional structures. This allows a simple manner of manufacturing a corresponding component. In this case, two components of the component are produced separately and then connected such that the one planarization layer is connected via the one functional structure and a second planarization layer of the second component and results in a common planarization layer.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements umfasst die Schritte:

  • – Bereitstellen eines ersten Trägers,
  • – Erzeugen einer ersten funktionalen Struktur auf dem ersten Träger,
  • – Erzeugen einer ersten Dünnschicht-Abdeckung über der ersten funktionalen Struktur, wobei die erste Dünnschicht-Abdeckung die erste funktionale Struktur abdeckt, ohne sie zu berühren,
  • – Erzeugen einer zweiten funktionalen Struktur direkt auf oder oberhalb der ersten Dünnschicht-Abdeckung.
A method of manufacturing a device comprises the steps of
  • Providing a first carrier,
  • Generating a first functional structure on the first carrier,
  • Producing a first thin film cover over the first functional structure, the first thin film cover covering the first functional structure without touching it,
  • - Create a second functional structure directly on or above the first thin-film cover.

Ein alternatives Verfahren zur Herstellung eines Bauelements umfasst die Schritte:

  • – Erzeugen einer ersten und einer zweiten Komponente und Zusammenfügen beider Komponenten, wobei
  • – das Erzeugen der ersten Komponente die Schritte:
  • – Bereistellen eines ersten Trägers,
  • – Erzeugen einer ersten funktionalen Struktur auf dem ersten Träger,
  • – Erzeugen einer ersten Dünnschicht-Abdeckung über der ersten funktionalen Struktur, wobei die erste Dünnschicht-Abdeckung die erste funktionale Struktur abdeckt, ohne sie zu berühren
umfasst und
  • – das Erzeugen der zweiten Komponente die Schritte:
  • – Bereitstellen eines zweiten Trägers,
  • – Erzeugen einer zweiten funktionalen Struktur auf dem zweiten Träger,
umfasst.An alternative method of manufacturing a device comprises the steps of:
  • - Generating a first and a second component and joining the two components, wherein
  • - Creating the first component the steps:
  • - providing a first carrier,
  • Generating a first functional structure on the first carrier,
  • Producing a first thin film cover over the first functional structure, wherein the first thin film cover covers the first functional structure without touching it
includes and
  • - generating the second component the steps:
  • Providing a second carrier,
  • Creating a second functional structure on the second carrier,
includes.

In einer Ausgestaltung einer der beiden Alternativen wird zur Herstellung der Dünnschicht-Abdeckung auf der ersten funktionalen Struktur eine erste Opferschicht aufgebracht. Anschließend wird die Dünnschicht-Abdeckung auf der ersten Opferschicht abgeschieden. Danach wird die erste Opferschicht unter der Dünnschicht-Abdeckung entfernt, so dass ein Hohlraum, den die Dünnschicht-Abdeckung umfasst, erhalten wird.In one embodiment of one of the two alternatives, a first sacrificial layer is applied to the first functional structure to produce the thin-film cover. Subsequently, the thin-film cover is deposited on the first sacrificial layer. Thereafter, the first sacrificial layer under the thin film cover is removed, so that a cavity including the thin film cover is obtained.

Die Opferschicht kann dabei durch vorher strukturierte Löcher in der Dünnschicht-Abdeckung oder auf andere Weise entfernt werden.The sacrificial layer can be removed by previously structured holes in the thin-film cover or in another way.

Nachfolgend werden das Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines Bauelements anhand von schematischen Figuren näher erläutert.Hereinafter, the device and method for producing a device will be explained in more detail with reference to schematic figures.

Es zeigen:Show it:

1: Ein Bauelement mit einer ersten funktionalen Struktur und einer zweiten funktionalen Struktur, 1 A device having a first functional structure and a second functional structure

2: Ein Bauelement, bei dem die zweite funktionale Struktur durch eine Abdeckung abgedeckt ist, 2 : A device in which the second functional structure is covered by a cover,

3: Eine Ausführungsform eines Bauelements, bei dem die zweite funktionale Struktur durch eine zweite Dünnschicht-Abdeckung abgedeckt ist, 3 : An embodiment of a device in which the second functional structure is covered by a second thin-film cover,

4: Eine Ausführungsform eines Bauelements, bei dem das Bauelement aus zwei Komponenten besteht, die „Deckel an Deckel” zusammengefügt sind, 4 : An embodiment of a component in which the component consists of two components which are joined together "cover to cover",

5: Eine Ausführungsform, bei dem das Bauelement durch Zusammenfügen zweier Planarisierungsschichten erhalten wird, 5 : An embodiment in which the device is obtained by joining two planarization layers,

6: Eine Ausführungsform, bei dem ein zweites Trägersubstrat auf einer Planarisierungsschicht angeordnet ist, 6 : An embodiment in which a second carrier substrate is arranged on a planarization layer,

7: Eine Ausführungsform mit einer Abdeckung über einer Dünnschicht-Abdeckung (zweiten), 7 : An embodiment with a cover over a thin-film cover (second),

8: Eine SAW-Struktur, 8th : A SAW structure,

9: Eine BAW-Struktur, 9 : A BAW structure,

10: Eine GBAW-Struktur, 10 : A GBAW structure,

11: Eine MEMS-Struktur, 11 : A MEMS structure,

12: Eine Ausführungsform mit gespiegelt angeordneten BAW-Strukturen, 12 : An embodiment with mirrored BAW structures,

13: Eine Ausführungsform mit Durchkontaktierung und Metallisierung, 13 : An embodiment with via and metallization,

14: Eine Ausgestaltung mit Durchkontaktierung, 14 : An embodiment with via,

15: Eine weitere Ausgestaltung mit Durchkontaktierung und Metallisierung, 15 : Another embodiment with via and metallization,

16: Eine Zwischenstufe eines Herstellungsverfahrens, 16 : An intermediate stage of a manufacturing process,

17: Eine weitere Zwischenstufe, 17 : Another intermediate,

18: Eine weitere Zwischenstufe, 18 : Another intermediate,

19: Eine weitere Zwischenstufe, 19 : Another intermediate,

20: Eine weitere Zwischenstufe, 20 : Another intermediate,

21: Das Endergebnis eines Herstellungsverfahrens, 21 : The final result of a manufacturing process,

22: Ein erstes Zwischenergebnis eines alternativen Herstellungsverfahrens, 22 : A first intermediate result of an alternative manufacturing process,

23: Eine weitere Zwischenstufe, 23 : Another intermediate,

24: Eine weitere Zwischenstufe, 24 : Another intermediate,

25: Eine weitere Zwischenstufe, 25 : Another intermediate,

26: Eine weitere Zwischenstufe, 26 : Another intermediate,

27: Das Endergebnis des Herstellungsverfahrens. 27 : The end result of the manufacturing process.

1 zeigt ein Bauelement B mit einer ersten funktionalen Struktur FS1 auf einem ersten Trägersubstrat TS1. Die erste funktionale Struktur FS1 ist durch eine erste Dünnschicht-Abdeckung DSA1 abgedeckt, so dass sich die erste funktionale Struktur FS1 in einem Hohlraum befindet und die erste Dünnschicht-Abdeckung DSA1 nicht berührt. Auf der ersten Dünnschicht-Abdeckung DSA1 ist eine zweite funktionale Struktur FS2 angeordnet. Durch den durch die erste Dünnschicht-Abdeckung DSA1 gebildeten Hohlraum H sind die beiden funktionalen Strukturen FS1, FS2 mechanisch und akustisch entkoppelt. 1 shows a component B with a first functional structure FS1 on a first carrier substrate TS1. The first functional structure FS1 is covered by a first thin film cover DSA1 so that the first functional structure FS1 is located in a cavity and does not contact the first thin film cover DSA1. On the first thin-film cover DSA1 a second functional structure FS2 is arranged. As a result of the hollow space H formed by the first thin-film cover DSA1, the two functional structures FS1, FS2 are mechanically and acoustically decoupled.

2 zeigt eine Ausführungsform eines Bauelements B, bei dem eine weitere Abdeckung A vorgesehen ist, um die zweite funktionale Struktur FS2 vor schädlichen äußeren Einflüssen, z. B. vor Verschmutzung oder Zerstörung, zu beschützen. Die Abdeckung A kann dabei ein Deckelwafer aus einem dielektrischem Substratmaterial sein oder als Metall- oder Polymerkappe zum Schutz der zweiten funktionalen Struktur oder der (ersten) Dünnschicht-Abdeckung dienen. 2 shows an embodiment of a component B, in which a further cover A is provided to protect the second functional structure FS2 from harmful external influences, for. B. against pollution or destruction, to protect. The cover A may be a lid wafer made of a dielectric substrate material or serve as a metal or polymer cap to protect the second functional structure or the (first) thin-film cover.

3 zeigt eine Ausführungsform, bei der die zweite funktionale Struktur FS2 ebenfalls durch eine Dünnschicht-Abdeckung, nämlich durch eine zweite Dünnschicht-Abdeckung DSA2 bedeckt und abgekapselt ist, so dass sich die zweite funktionale Struktur FS2 ebenfalls in einem Hohlraum befindet. 3 shows an embodiment in which the second functional structure FS2 is also covered by a thin-film cover, namely by a second thin-film cover DSA2 and encapsulated, so that the second functional structure FS2 is also located in a cavity.

4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die erste funktionale Struktur FS1 auf einem ersten Trägersubstrat TS2 angeordnet ist. Die zweite funktionale Struktur FS2 ist mit einem zweiten Trägersubstrat TS2 verbunden. Beide funktionale Strukturen werden unmittelbar durch eine Dünnschicht-Abdeckung DSA1 bzw. DSA2 bedeckt. Beide Dünnschicht-Abdeckungen sind dabei so aufeinander angeordnet, dass die funktionalen Strukturen FS1, FS2 zwischen den Trägersubstraten TS1, TS2 angeordnet sind. 4 shows an embodiment in which the first functional structure FS1 is arranged on a first carrier substrate TS2. The second functional structure FS2 is connected to a second carrier substrate TS2. Both functional structures are directly covered by a thin film cover DSA1 and DSA2, respectively. Both thin-film covers are arranged on top of each other so that the functional structures FS1, FS2 are arranged between the carrier substrates TS1, TS2.

5 zeigt eine Ausführungsform, bei der – analog zur Ausführungsform der 4 – die erste funktionale Struktur und die zweite funktionale Struktur jeweils durch eine Dünnschicht-Abdeckung DSA1, DSA2 abgedeckt und zwischen dem ersten und dem zweiten Trägersubstrat TS1, TS2 angeordnet sind. Jede der Dünnschicht-Abdeckungen DSA1, DSA2 ist dabei zwischen einer Planarisierungsschicht PS1 bzw. PS2 und dem entsprechenden Trägersubstrat TS1 bzw. TS2 angeordnet. Die Planarisierungsschichten weisen beide eine glatte Oberseite auf, über die sich die beiden Komponenten des Bauelements berühren. Die beiden Planarisierungsschichten können dabei aneinander gebondet oder geklebt sein. So entsteht eine stabile Verbindung und ein entsprechend stabiles Bauelement. 5 shows an embodiment in which - analogous to the embodiment of 4 - The first functional structure and the second functional structure are each covered by a thin-film cover DSA1, DSA2 and arranged between the first and the second carrier substrate TS1, TS2. Each of the thin-film covers DSA1, DSA2 is arranged between a planarization layer PS1 or PS2 and the corresponding carrier substrate TS1 or TS2. The planarization layers both have a smooth upper surface over which the two components of the component touch. The two planarization layers can be bonded or glued together. This creates a stable connection and a correspondingly stable component.

6 zeigt eine Ausführungsform, bei der die erste Dünnschicht-Abdeckung DSA1 von einer ersten Planarisierungsschicht PS1 bedeckt ist. Auf der ersten Planarisierungsschicht PS1 ist ein zweites Trägersubstrat TS2 mit darauf angeordneter zweiter funktionaler Struktur FS2 und zweiter Dünnschicht-Abdeckung DSA2 angeordnet. 6 shows an embodiment in which the first thin-film cover DSA1 is covered by a first planarization layer PS1. On the first planarization layer PS1, a second carrier substrate TS2 with second functional structure FS2 and second thin-film cover DSA2 arranged thereon is arranged.

7 zeigt eine Ausführungsform bei der – im Gegensatz zur Ausführungsform der 6 – die zweite Dünnschicht-Abdeckung DSA2 noch durch eine weitere Abdeckung A abgedeckt und gegebenenfalls verstärkt ist. 7 shows an embodiment in which - in contrast to the embodiment of 6 - The second thin-film cover DSA2 is still covered by a further cover A and optionally reinforced.

8 zeigt eine SAW-Struktur mit Elektrodenfingern EFI die nebeneinander angeordnet und jeweils mit einer von zwei Stromsammelschienen verschaltet sind. Die Elektrodenfinger sind auf einem piezoelektrischen Substrat PSU angeordnet und bilden eine Interdigitalstruktur IDS. 8th shows a SAW structure with electrode fingers EFI juxtaposed and each connected to one of two busbars. The electrode fingers are arranged on a piezoelectric substrate PSU and form an interdigital structure IDS.

9 zeigt eine BAW-Struktur, bei der ein piezoelektrisches Material PM zwischen zwei Elektrodenlagen ELL angeordnet sind. Unter dem akustisch aktiven Bereich der BAW-Struktur ist ein akustischer Spiegel AM mit einer Vielzahl an Lagen unterschiedlicher akustischer Impedanz angeordnet. Der Lagenstapel ist dabei auf einem Trägersubstrat TS angeordnet. 9 shows a BAW structure in which a piezoelectric material PM are arranged between two electrode layers ELL. Below the acoustically active region of the BAW structure, an acoustic mirror AM with a plurality of layers of different acoustic impedance is arranged. The layer stack is arranged on a carrier substrate TS.

10 zeigt eine GBAW-Struktur, bei der Elektrodenfinger EFI – hier im Querschnitt gezeigt – auf einem Trägersubstrat TS angeordnet und von einer dielektrischen Schicht DS bedeckt sind. 10 shows a GBAW structure in which electrode fingers EFI - shown here in cross section - are arranged on a carrier substrate TS and covered by a dielectric layer DS.

11 zeigt eine MEMS-Struktur mit zwei Elektroden EL1, EL2, wobei zumindest die zweite Elektrode EL2 in gewissen Maßen mechanisch flexibel aufgehängt und beweglich ist. 11 shows a MEMS structure with two electrodes EL1, EL2, wherein at least the second electrode EL2 is mechanically flexibly suspended and movable to some extent.

Die in den 8 bis 11 gezeigten Strukturen können als erste funktionale Struktur oder als zweite funktionale Struktur in Frage kommen. Andere funktionale Strukturen sind ebenfalls möglich.The in the 8th to 11 Structures shown may be considered as a first functional structure or as a second functional structure. Other functional structures are also possible.

12 zeigt eine Ausführungsform, bei der BAW-Strukturen spiegelsymmetrisch übereinander angeordnet sind. Die Spiegelebene verläuft dabei waagrecht zwischen Verstärkungsschichten VS, die die Dünnschichtabdeckungen DSA mechanisch verstärken. Das Bauelement kann erhalten werden, indem jeweils zwei Komponenten des Bauelements mit ihren Planarisierungsschichten PS1, 2 „Kopf an Kopf” zusammengefügt werden. Die Verstärkungsschichten VS bilden dabei zusammen mit der entsprechenden Dünnschicht-Abdeckung eine Abdeckung der akustisch sensiblen Bereiche, die mechanisch so stabil ist, dass der Prozess des Zusammenfügens, der unter hohem Druck und Temperatur erfolgen kann, problemlos überstanden wird. 12 shows an embodiment in which BAW structures are arranged mirror-symmetrically one above the other. In this case, the mirror plane runs horizontally between reinforcing layers VS, which mechanically strengthen the thin-film covers DSA. The component can be obtained by joining in each case two components of the component with their planarization layers PS1, 2 "head to head". The reinforcing layers VS form together with the corresponding thin-film cover a cover of the acoustically sensitive areas, which is mechanically stable so that the process of assembly, which can be done under high pressure and temperature, easily overcome.

Die Verstärkungsschicht VS kann ein Siliziumoxid, z. B. SiO2 (Siliziumdioxid), umfassen. SiO2 kann dabei eine gewisse Porosität aufweisen. Bevorzugt ist allerdings eine dichte Verstärkungsschicht mit geringer Porosität, um die Stabilität der Abdeckung über der entsprechenden funktionalen Schicht zu verbessern und die Dichtigkeit zu erhöhen.The reinforcing layer VS may be a silicon oxide, e.g. As SiO 2 (silicon dioxide) include. SiO 2 can have a certain porosity. However, a dense reinforcing layer with low porosity is preferred in order to improve the stability of the cover over the corresponding functional layer and to increase the tightness.

13 zeigt eine Ausführungsform, bei der zwischen den funktionalen Strukturen FS1, FS2 neben Verstärkungsschichten VS auch Planarisierungsschichten PS und eine Metallisierungsschichten M angeordnet sind. Ferner umfasst das Bauelement eine Durchkontaktierung DK, die mit der Metallisierungsschicht M verschaltet ist. Über Durchkontaktierungen DK können Abschnitte einer Verschaltung in vertikaler Richtung erfolgen. Über Metallisierungslagen M können Abschnitte einer Verschaltung unterschiedlicher funktionaler Strukturen in horizontaler Richtung strukturiert sein. 13 shows an embodiment in which planarization layers PS and a metallization layers M are arranged between the functional structures FS1, FS2 in addition to reinforcing layers VS. Furthermore, the component comprises a feedthrough DK which is connected to the metallization layer M. Via connections DK can be used to make sections of an interconnection in the vertical direction. Metallization layers M can be used to structure sections of an interconnection of different functional structures in the horizontal direction.

14 zeigt eine Ausführungsform, bei der funktionale Strukturen im Wesentlichen gleichen Aufbaus direkt übereinander angeordnet sind und über eine Durchkontaktierung DK miteinander verschaltet sind. 14 shows an embodiment in which functional structures of substantially the same construction are arranged directly above one another and are interconnected via a via DK.

15 zeigt eine Ausführungsform eines Bauelements, bei dem zusätzlich zu einer Durchkontaktierung DK zur Überwindung eines horizontalen Abschnitts eine Metallisierung M zwischen den funktionalen Strukturen angeordnet ist. 15 shows an embodiment of a device in which, in addition to a feedthrough DK for overcoming a horizontal portion, a metallization M is disposed between the functional structures.

Die 16 bis 21 skizzieren wichtige Schritte eines Herstellungsverfahrens. So zeigt 16 ein bereitgestelltes Trägersubstrat TS, auf dem eine funktionale Struktur angeordnet werden kann.The 16 to 21 outline important steps of a manufacturing process. So shows 16 a provided carrier substrate TS, on which a functional structure can be arranged.

17 zeigt eine funktionale Struktur FS1, die auf dem Trägersubstrat TS angeordnet ist. 17 shows a functional structure FS1, which is arranged on the carrier substrate TS.

18 zeigt eine Zwischenstufe, bei der die funktionale Struktur FS1 durch eine Opferschicht OS bedeckt ist. 18 shows an intermediate stage in which the functional structure FS1 is covered by a sacrificial layer OS.

19 zeigt eine Zwischenstufe, bei der eine erste Dünnschicht-Abdeckung DSA1 auf die Opferschicht OS abgeschieden wurde und wobei anschließend Löcher L in die Dünnschicht-Abdeckung DSA1 strukturiert wurden. 19 shows an intermediate stage in which a first thin-film cover DSA1 has been deposited on the sacrificial layer OS and subsequently holes L have been patterned into the thin-film cover DSA1.

20 zeigt eine Zwischenstufe, bei der die Opferschicht OS durch die Löcher in der Dünnschicht-Abdeckung/ersten Dünnschicht-Abdeckung DSA1 entfernt wurde. 20 shows an intermediate stage in which the sacrificial layer OS has been removed through the holes in the thin-film cover / first thin-film cover DSA1.

21 zeigt das fertige Bauelement, bei dem die zweite funktionale Struktur FS2 auf die erste Dünnschicht-Abdeckung DSA1 aufgebracht wurde. 21 shows the finished device, in which the second functional structure FS2 has been applied to the first thin-film cover DSA1.

Die 22 bis 27 zeigen Zwischenstufen eines alternativen Herstellungsverfahrens.The 22 to 27 show intermediates of an alternative manufacturing process.

Es werden gleichzeitig ein erstes Trägersubstrat TS1 und ein zweites Trägersubstrat TS2 bereitgestellt, wie in 22 gezeigt.At the same time, a first carrier substrate TS1 and a second carrier substrate TS2 are provided, as in FIG 22 shown.

Auf jedem der beiden Trägersubstrate wird jeweils eine funktionale Struktur angeordnet, wie in 23 gezeigt.On each of the two support substrates, a functional structure is arranged in each case, as in 23 shown.

24 zeigt eine Zwischenstufe, bei der eine Opferschicht OS auf der ersten funktionalen Struktur FS1 abgeschieden wurde. 24 shows an intermediate stage in which a sacrificial layer OS has been deposited on the first functional structure FS1.

25 zeigt eine Zwischenstufe, bei der oberhalb der Opferschicht die erste Dünnschicht-Abdeckung DSA1 abgeschieden und mit Löchern versehen wurde. 25 shows an intermediate stage in which above the sacrificial layer, the first thin-film cover DSA1 was deposited and provided with holes.

26 zeigt eine Zwischenstufe, bei der die Opferschicht unter der Dünnschicht-Abdeckung DS1 entfernt wurde. 26 shows an intermediate stage in which the sacrificial layer under the thin film cover DS1 has been removed.

27 zeigt das fertige Produkt, beim das zweite Trägersubstrat TS2 mit der zweiten funktionalen Struktur FS2, gezeigt in 23, in „umgekehrter” Orientierung auf die Dünnschicht-Abdeckung DSA1 aufgebracht wurde. 27 shows the finished product when the second carrier substrate TS2 with the second functional structure FS2 shown in FIG 23 was applied in "reverse" orientation to the thin film cover DSA1.

Das Bauelement ist nicht auf eine der beschriebenen oder skizzierten Ausführungsformen beschränkt. Bauelemente mit weiteren Schichten, aktiven oder passiven Schaltungselementen oder Abdeckungen oder Kombinationen stellen ebenso erfindungsgemäße Ausführungsformen dar.The device is not limited to any of the described or outlined embodiments. Components with further layers, active or passive circuit elements or covers or combinations also constitute embodiments according to the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

  • A:A:
    weitere Abdeckungfurther coverage
    AM:AT THE:
    akustischer Spiegelacoustic mirror
    B:B:
    Bauelementmodule
    DK:DK:
    Durchkontaktierungvia
    DS:DS:
    dielektrische Schichtdielectric layer
    DSA:DSA:
    Dünnschicht-AbdeckungThin film cover
    DSA1:DSA1:
    erste Dünnschicht-Abdeckungfirst thin-film cover
    DSA2:DSA2:
    zweite Dünnschicht-Abdeckungsecond thin-film cover
    EFI:EFI:
    Elektrodenfingerelectrode fingers
    EL1:EL1:
    MEMS-ElektrodeMEMS electrode
    EL2:EL2:
    MEMS-ElektrodeMEMS electrode
    ELL:ELL:
    Elektrodenlageelectrode layer
    FS1:FS1:
    erste funktionale Strukturfirst functional structure
    FS2:FS2:
    zweite funktionale Struktursecond functional structure
    H:H:
    Hohlraumcavity
    IDS:IDS:
    InterdigitalstrukturInterdigital structure
    L:L:
    Loch in Dünnschicht-AbdeckungHole in thin-film cover
    M:M:
    Metallisierungmetallization
    PM:PM:
    piezoelektrisches Materialpiezoelectric material
    PS1:PS1:
    erste Planarisierungsschichtfirst planarization layer
    PS2:PS2:
    zweite Planarisierungsschichtsecond planarization layer
    PSU:PSU:
    Piezoelektrisches SubstratPiezoelectric substrate
    TS:TS:
    Trägersubstratcarrier substrate
    TS1:TS1:
    erstes Trägersubstratfirst carrier substrate
    TS2:TS2:
    zweites Trägersubstratsecond carrier substrate
    VS:VS:
    Verstärkungsschichtreinforcing layer

Claims (12)

Bauelement (B), umfassend – eine erste funktionale Struktur (FS1), eine erste Dünnschicht-Abdeckung (DSA1) und einer zweite funktionale Struktur (FS2), wobei – die erste Dünnschicht-Abdeckung (DSA1) ein mittels TFP-Technologie abgeschiedenes Material umfasst und die erste funktionale Struktur (FS1) abdeckt, ohne die erste funktionale Struktur (FS1) zu berühren, – die erste funktionale Struktur (FS1) in einem Hohlraum (H) zwischen einem Trägersubstrat (TS1) und der ersten Dünnschicht-Abdeckung (DSA1) angeordnet ist und – die zweite funktionale Struktur (FS2) direkt auf oder oberhalb der ersten Dünnschicht-Abdeckung (DSA1) angeordnet ist.Component (B) comprising A first functional structure (FS1), a first thin film cover (DSA1) and a second functional structure (FS2), wherein The first thin-film cover (DSA1) comprises a material deposited by means of TFP technology and covers the first functional structure (FS1) without touching the first functional structure (FS1), - The first functional structure (FS1) in a cavity (H) between a carrier substrate (TS1) and the first thin-film cover (DSA1) is arranged and - The second functional structure (FS2) is arranged directly on or above the first thin-film cover (DSA1). Bauelement (B) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die erste funktionale Struktur (FS1) und die zweite funktionale Struktur (FS2) ausgewählt sind aus: einer SAW-Struktur, einer BAW-Struktur, einer GBAW-Struktur, einer MEMS-Struktur.The device (B) according to the preceding claim, wherein the first functional structure (FS1) and the second functional structure (FS2) are selected from: a SAW structure, a BAW structure, a GBAW structure, a MEMS structure. Bauelement (B) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei – die erste funktionale Struktur (FS1) und die zweite funktionale Struktur (FS2) im Wesentlichen den gleichen Aufbau haben oder von der gleichen Art sind, – entweder mit gleicher Orientierung zueinander direkt übereinander oder mit lateralem Versatz übereinander angeordnet sind oder – symmetrisch bezüglich einer Spiegelebene zwischen den Strukturen aufgebaut und direkt übereinander oder mit lateralem Versatz übereinander angeordnet sind.Component (B) according to one of the preceding claims, wherein The first functional structure (FS1) and the second functional structure (FS2) have essentially the same structure or are of the same type, - Are arranged either with the same orientation to each other directly above one another or with lateral offset one above the other or - Are constructed symmetrically with respect to a mirror plane between the structures and are arranged directly above one another or with lateral offset one above the other. Bauelement (B) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei auf der ersten Dünnschicht-Abdeckung (DSA1) eine Planarisierungsschicht (PS1) mit ebener Oberfläche angeordnet ist.Component (B) according to one of the preceding claims, wherein a planarization layer (PS1) with a flat surface is arranged on the first thin-film cover (DSA1). Bauelement (B) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei – die erste funktionale Struktur (FS1) und die zweite funktionale Struktur (FS2) jeweils einen akustisch aktiven Bereich umfasst und – die akustisch aktiven Bereiche akustisch entkoppelt sind.Component (B) according to one of the preceding claims, wherein - The first functional structure (FS1) and the second functional structure (FS2) each comprises an acoustically active area and - The acoustically active areas are acoustically decoupled. Bauelement (B) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend – eine Durchkontaktierung (DK) durch die erste Dünnschicht-Abdeckung (DSA1), wobei – die erste funktionale Struktur (FS1) und die zweite funktionale Struktur (FS2) jeweils eine elektrisch leitende Elektrode umfassen, die über die Durchkontaktierung (DK) verschaltet sind.Component (B) according to one of the preceding claims, further comprising - A via (DK) through the first thin-film cover (DSA1), wherein - The first functional structure (FS1) and the second functional structure (FS2) each comprise an electrically conductive electrode, which are connected via the via (DK). Bauelement (B) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste funktionale Struktur (FS1) und die zweite funktionale Struktur (FS2) verschaltet sind und zusammen zumindest Teile einer Balun- oder Duplexerschaltung sind.Component (B) according to one of the preceding claims, wherein the first functional structure (FS1) and the second functional structure (FS2) are interconnected and together are at least parts of a balun or duplexer circuit. Bauelement (B) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend ein Schaltungselement, das zwischen der ersten funktionalen Struktur (FS1) und der zweiten funktionalen Struktur (FS2) angeordnet und zumindest mit der ersten (FS1) oder zweiten (FS2) funktionalen Struktur verschaltet ist.Component (B) according to one of the preceding claims, further comprising a circuit element that is connected between the first functional structure (FS1) and the second functional structure (FS2) and at least connected to the first (FS1) or second (FS2) functional structure. Bauelement (B) nach dem vorherigen Anspruch, wobei das Schaltungselement ein kapazitives oder induktives Element ist.Component (B) according to the preceding claim, wherein the circuit element is a capacitive or inductive element. Verfahren zur Herstellung eines Bauelements (B), umfassend die Schritte: – Bereitstellen eines ersten Trägers (TS1), – Erzeugen einer ersten funktionalen Struktur (FS1) auf dem ersten Träger (TS1), – Erzeugen einer ersten Dünnschicht-Abdeckung (DSA1) durch Abscheiden eines Materials mittels einer TFP-Technologie über der ersten funktionalen Struktur (FS1) und Ausbilden eines Hohlraumes, wobei die erste Dünnschicht-Abdeckung (DSA1) die erste funktionale Struktur (FS1) abdeckt, ohne sie zu berühren, und die erste funktionale Struktur in dem Hohlraum angeordnet wird, – Erzeugen einer zweiten funktionalen Struktur (FS2) direkt auf oder oberhalb der ersten Dünnschicht-Abdeckung (DSA1).Method for producing a component (B), comprising the steps: Providing a first carrier (TS1), Generating a first functional structure (FS1) on the first carrier (TS1), Forming a first thin film cap (DSA1) by depositing a material over the first functional structure (FS1) by means of a TFP technology and forming a cavity, the first thin film cap (DSA1) covering the first functional structure (FS1), without touching it, and the first functional structure is placed in the cavity, Generating a second functional structure (FS2) directly on or above the first thin-film cover (DSA1). Verfahren zur Herstellung eines Bauelements (B), umfassend die Schritte: – Erzeugen einer ersten und einer zweiten Komponente und Zusammenfügen beider Komponenten, wobei – das Erzeugen der ersten Komponente die Schritte: – Bereistellen eines ersten Trägers (TS1), – Erzeugen einer ersten funktionalen Struktur (FS1) auf dem ersten Träger (TS1), – Erzeugen einer ersten Dünnschicht-Abdeckung (DSA1) durch Abscheiden eines Materials mittels einer TFP-Technologie über der ersten funktionalen Struktur (FS1) und Ausbilden eines Hohlraumes, wobei die erste Dünnschicht-Abdeckung (DSA1) die erste funktionale Struktur (FS1) abdeckt, ohne sie zu berühren, und die erste funktionale Struktur in dem Hohlraum angeordnet wird, umfasst und – das Erzeugen der zweiten Komponente die Schritte: – Bereitstellen eines zweiten Trägers (TS2), – Erzeugen einer zweiten funktionalen Struktur (FS2) auf dem zweiten Träger (TS2), umfasst.Method for producing a component (B), comprising the steps: - Generating a first and a second component and joining the two components, wherein - Creating the first component the steps: Providing a first carrier (TS1), Generating a first functional structure (FS1) on the first carrier (TS1), Forming a first thin film cap (DSA1) by depositing a material over the first functional structure (FS1) by means of a TFP technology and forming a cavity, the first thin film cap (DSA1) covering the first functional structure (FS1), without touching it, and the first functional structure is placed in the cavity, includes and - generating the second component the steps: Providing a second carrier (TS2), Generating a second functional structure (FS2) on the second carrier (TS2), includes. Verfahren zur Herstellung eines Bauelements (B) gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei – auf der ersten funktionalen Struktur (FS1) eine erste Opferschicht (OS) aufgebracht wird, – die erste Dünnschicht-Abdeckung (DSA1) auf der ersten Opferschicht (OS) abgeschieden wird und – die erste Opferschicht (OS) nach dem Abscheiden der ersten Dünnschicht-Abdeckung (DSA1) entfernt wird.A method of manufacturing a device (B) according to claim 10 or 11, wherein On the first functional structure (FS1) a first sacrificial layer (OS) is applied, - The first thin-film cover (DSA1) is deposited on the first sacrificial layer (OS) and - The first sacrificial layer (OS) after the deposition of the first thin-film cover (DSA1) is removed.
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